列车测速报警系统
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高铁测速方法： 1、使用高铁测速雷达，一种用于铁路客运或货运车辆监测的终端设备，通过检测铁路线路上的行驶车辆，向驾驶员或调度员提供车辆的实时速度、以及距监测设备的实际距离信息，从而提示其控制车辆行驶速度，防止碰撞发生。 2、轮轴脉冲转速传感器 转速传感器的种类很多，有磁电式、光电式、离心式、霍尔式等转速传感器。其中轮轴脉冲转速传感器在高速铁路中应用较为广泛。轮轴脉冲转速传感器测速的基本工作原理：利用车轮的周长作为“尺子”测量列车走行距离，根据所测距离测算列车运行速度，其基本公式为： V=πDn/3.6 式中，π=3.14，D为车轮直径，n为车轮转速。 从上式可知，测量列车速度就是检测列车车轮转速和列车轮径。脉冲转速传感器安装在轮轴上，轮轴每转动一周，传感器输出一定数目的脉冲，使脉冲频率与轮轴转速成正比。输出的脉冲经隔离和整形后直接输入计算机CPU进行频率测量，再经换算从而得出车组速度和走行距离闭。 3、惯性加速度传感器 加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力是物体在加速过程中作用在物体上的力，可以是常量或变量。一般加速度传感器根据压电效应原理工作，加速度传感器利用其内部由于加速度造成的晶体变形产生电压，只要计算出产生的电压和所施加的加速度之间的关系，就可将加速度转化成电压输出。还有很多其他方法制作加速度传感器，如电容效应、热气泡效应、光效应，但其最基本的原理都是由于加速度使某种介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。 轮轴脉冲转速传感器也存在一定缺陷：即车轮空转或打滑会使列车速度的测量结果存在误差，为解决此类问题，在列车车轴上加装一个加速度传感器，配合脉冲转速传感器使用。该方式工作原理：在列车打滑期间，把机车的内加速度作为测速的信息源，该信息与车轮旋转的状态等信息不相关，而在其余工作时间仍用轮轴脉冲传感器测速，所以该方式称为基于惯性加速度传感器的测速。在车轮打滑时，由加速度传感器测得加速度及车轮打滑前加速度的倾斜分量，而计算出车轮打滑时的列车运行加速度，再将该值积分即得车轮打滑时列车实时运行的速度。
传感器与测控电路课程设计报告学生姓名：禹振榜 指导老师：杨书仪余以道 专业班级：12级测控二班 所在学院：机电工程学院 学号1203030214 课题基于单片机的霍尔测速报警系统
基于单片机的霍尔测速报警系统的设计 摘要 在生产中，电机应用十分广泛，比如汽车速度显示，设备工作时的档位，都需要我们了解电机或者机器的转速。转速作为工程中应用的一个非常广泛的参数，它的测量方法有很多，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字测量系统越来越普及，越来越方便。 本设计属于码盘转速测量系统，实现转速的实时测量和显示。本系统以STC90C51单片机为核心，旋转编码器通过用传感器测量非电量，转变成模拟电量，再通过一系列测控电路。获得数字信号，实现实时轴转速测量，同时用四位段码式LED数码管显示模块显示电机转速，并且加入了报警模块。详细阐述了转速测量系统的工作过程，以及硬件电路的设计、显示效果。本文吸收了硬件软件化的思想，实现了题目要求的功能。 关键词：转速测量,，单片机, LED显示模块，霍尔传感器。
目录 第一部分绪论 1.1 设计的任务与要求————————————————1 第二部分功能分析与设计要求 2.1 测控系统功能的概述———————————————1 2.2系统模块的确定————————————————— 2 2.3各模块的选择—————————————————— 2 2.1.1传感器模块的论证与选择——————————————2 2.1.2报警模块的论证与选择———————————————3 2.1.3显示模块的论证与选择———————————————3 2.1.2单片机模块的论证与选择——————————————3 2.4 小结——————————————————————3 第三部分测控系统的总体设计 3.1 测控系统的总体设计———————————————4 3.1.1 硬件原理图———————————————————4 3.1.2 硬件电路设计总图————————————————5 3.2 测控系统子模块简介———————————————5 3.2.1传感器原理及分电路析—————————————— 5 3.2.2 报警模块————————————————————7 3.2.3 LED数码管———————————————————8
× × × × ×大学 大学生科技创新活动 报告 项目名称：电动车测速报警及限速系统 项目成员： 所在院系： 专业班级： 指导教师:
目录 一、摘要 (3) 二、引言 (3) 三、电路总体设计组成原理 (5) 四、电路硬件分块设计 (5) （1）主控模块 （2）信号采集模块 （3）时钟模块 （4）L ED显示模块 （5）按键模块 （6）报警模块 （7）限速反馈模块 （8）电源模块 五、电路软件设计 (10) 六、报告总结与展望 (11) 七、参考文献 (12)
摘要 本次设计一种基于80C51单片机的测速报警系统，实现电动车的速度实时显示以及超速后的自行报警，并能通过反馈限制行驶速度。帮助交通管理人员及时提醒过往车辆预防超速而出现危险，减少交通事故的发生。也可以通过限速装置减少因为刹车失灵而出现的部分事故。以保障驾驶人员的生命财产安全，减少损失。 ABSTRACT The design of a speed alarm system based on 80 c51 single chip microcomputer, electric vehicle speed of real-time display and overspeed alarm itself, and can through the feedback limit speed. Help traffic managers timely remind vehicles to prevent overspeed and appear dangerous, to reduce the number of traffic accidents. Can also through the speed limiter to reduce part of accident because its brakes were broken. In order to ensure the life property safety of the drivers, reduce the loss.
天津大学网络教育学院 专科毕业论文 题目：列车测速报警系统 完成期限：2016年1月8日至 2016年4月20日 学习中心：选择一项。 专业名称：电气自动化技术 学生：计国锋 学生学号：1 指导教师：斌
列车测速报警系统 一、引言 本次设计一种基于80C51单片机的测速报警系统，实现电动车的速度实时显示以及超速后的自行报警，并能通过反馈限制行驶速度，及时提醒过往车辆预防超速而出现危险，减少交通事故的发生，也可以通过限速装置减少因为刹车失灵而出现的部分事故，以保障驾驶人员的生命财产安全，减少损失。 无论是城市还是乡村在经济的快速发展带动下，电动车数量越来越多，车速越来越快，这样对人的安全就会存在很多安全隐患还会造成威胁。正所谓“十次事故九次快”，可以看出在事故的多发中最重要的是速度问题，当然随之可见解决问题的方法最关键是要控制车的速度。本设计就是利用单片机实现电动车的超速报警。以及通过限速装置限制车辆的速度，并将以便管理。 二、电路总体设计组成原理设计： （1）总体电路设计要求： 系统实现的主要功能如下： 1）、实时显示电动车的形式速度； 2）、利用按键调整时间，实时显示正确的时间； 3）、当电动车超过规定的速度值时，违反情况以数据形式保存在串行储存器中，并发出声音报警，并且报警灯闪烁。 （2）、系统硬件的总体设计： 系统的总体结构如图1所示。它采用AT89C51单片机为主控芯片，主要有电源模块、芯片采集模块、时钟模块、LED显示模块、按键模块、报警模块、AT45DB161B串行储存器模块。其中AT89C51主要完成对外围硬件的控制以及信息处理功能；电源模块提供5V电源；信号采集模块TIL113光电耦合器将采集到的高电平转换为5V脉冲；时钟脉冲提供LED显示的实时时间；LED显示模块使用74LS273驱动数码管实现时间和速度的显示；按键模块主要用来调整时间；报警模块实现超速的声音报警和闪灯警告；反馈限速模块对速度进行设置并将速度比较并驱动限速装置进行限速，管理人员可进行取消报警。
高速铁路设备系列介绍之七——列车运行控制系统的列车测速与定位： 2008年在世界高速铁路大会上,与会代表在最后讨论中，达成一个新的共识。就是把高速铁路定义为：必须新建的专用铁路并在这个线路上开行运营时速达到250公里以上的动车组和采用了专用的列车控制系统的铁路。也就是说高速铁路有了三个标准。一是新建的专用铁路。所谓的“专用”含义就是新建客运的专用铁路。既有的铁路线跑的客车速度达到也不能算。当然也没必要、没可能在铁路线上要开行超高速度的货运列车。二是开行250公里以上的动车组列车。三是高速铁路最核心、关键的技术是铁路信号设备的新功能——列车的运行控制系统。我们知道，铁路信号原先比喻为是火车的眼睛，经过上百年的历史发展，为保证列车开行的安全和效率，铁路信号早已开始做到由机器控制和人控制相结合，已比喻成为是火车的神经系统了。但这火车的神经系统，普速铁路仅是以人控为主,机器做辅助。而高速铁路是一个电脑化的控制系统，与普速铁路相比是反过来了,机器控制优先为主,人是辅助。只有高速铁路必须要用这样一个最先进的高速列 车运行控制系统,最后才能认定，这条线路是高速铁路。 列车运行控制技术关键技术之一是列车的测速与定位。为确实保证列车距离与速度的安全控制，首要是及时获取列车运行中的速度与位置，测速和定位的正确程度从根本上制约着列车运行控制系统的控制正确程度，测速测距的正确程度过低，不仅会增加列车的不安全因素，并且会造成列控系统预留的安全防护距离过大，从而影响运输效率。 目前有多种列车测速方式。按照速度信息获取的来历，可以把测速方式分成两大类，一类是利用轮轴旋转信息获取列车速度的测速方法。轮轴旋转测速方法又有机电测速方式和脉冲转速传感器方式之分。有机电测速方式正处于被逐步淘汰过程中，不介绍了。脉冲转速传感器方式，其脉冲转速传感器安装在轮轴上，轮轴每转一周，传感器输出一定目标的脉冲，保证脉冲的频率与轮轴的每转速度完成正比。输出脉冲经过断绝和整形后，直接输入到微处置惩罚器进行频率测量并换算成速度和走行距离。轮轴脉冲转速传感器将成为作为主要部件。由于列车在运
传感器原理及应用 课题研究 课题名称：列车测速测距系统 院系：机械与电子控制工程学院 专业：测控技术与仪器
目录 一、各种检测方式与比较......................................... - 2 - （一）测速电机.......................................... - 2 - （二）光电式............................................ - 2 - （三） GPS............................................... - 2 - （四）航位推算系统...................................... - 2 - （五）雷达测速.......................................... - 3 - （六）未来的方向........................................ - 3 - 二、传感器的选择及安装......................................... - 3 - 三、光电转速传感器的系统设计................................... - 4 - （一）光电传感器........................................... - 4 - （二）调理电路............................................. - 5 - （三）测量系统主机部分设计................................. - 8 - ①单片机................................................ - 8 - ②程序模块设计......................................... - 10 - ③主程序流程图程序流程图............................... - 11 - ④动态显示仿真......................................... - 12 - 四、雷达部分.................................................. - 13 - （一）雷达测速系统........................................ - 13 - ①雷达测速原理及安装................................... - 13 - ②系统框图............................................. - 14 - ③环节选型............................................. - 14 - 五、修正部分.................................................. - 15 - （一）定位技术背景........................................ - 15 - （二）多传感器融合测速方法及问题.......................... - 16 - （三）修正方法............................................ - 17 - （四）列车打滑实验的传感器速度曲线........................ - 18 - 六、无线传输.................................................. - 19 - 七、电源...................................................... - 20 - 八、参考文献.................................................. - 20 - 附录A 光电传感系统总程序清单.................................. - 21 -
专业知识分享版 使命：加速中国职业化进程 摘 要 以信息融合技术为基础，研究以速度传感器为核心的多传感器融合列车测速定位系统; 通过列车打滑试验，验证和分析该测速定位系统的空滑检测和误差补偿能力。 关键词 城市轨道交通 基于通信的列车运行控制 多传感器融合 列车测速定位 北京地铁亦庄线 1 研究背景 基于通信的列车控制系统( CBTC) 是一种连续的自动列车控制系统，它利用高精度的列车定位( 不依赖于轨道电路) ，采取双向连续、大容量的车地数据通信，依靠车载、地面的安全功能处理器来加以实现。高精度的列车定位技术是 CBTC 系统的关键技术之一，列车位置和速度信息是移动闭塞、列车运行控制的重要参数，精确的列车位置和速度信息能有效地提高行车效率和安全度。在城市轨道交通系统中，列车需要交替运行在地下和地上，运行环境比较复杂，单独依靠一种测速定位技术很难获得高精度的列车位置和速度信息。因此，研究多传感器融合技术，就能够结合不同传感器的优点，弥补各自的缺点，通过冗余互补提供更加可靠、精确的列车速度和位置信息。 1． 1 测速定位技术 测速定位通过不断测量列车的运行速度、对列车的即时速度进行积分的方法，得到列车的运行距离，辅助其他定位方法( 如查询-应答器定位、电子地图匹配) 来获取列车的位置信息。下面对几种主要的测速测距方法进行分析比较。 1) 脉冲转速传感器( odometer) 是通过列车车轮转动产生数字脉冲，输出脉冲信号通过信号处理后，可直接输入微处理器进行计算，得到高测量精度的速度、距离信息。 2) 多普勒雷达( Doppler radar) 依靠雷达向地面发射的信号，检查雷达回波频率与发射信号频率的不同，根据多普勒效应计算列车的运行方向和速度，再对列车的速度进行积分，得到列车的运行距离。 3) 航位推算系统( dead reckoning ，DR) 在航天、航空和航海领域得到广泛应用，航位推算系统一般使用惯性传感器作为航向传感器和位移传感器，具有不与外界发生光电联系和不受气候条件限制的特点。随着惯性传感器的民用普及和成本降低，它成为列车测速测距的一种可选方案。 脉冲转速传感器技术的发展已经相对成熟，在实际应用中实现比较简单，能提供高精度、数字化的速度和距离信息，因此近年来得到了广泛应用。但是，由于以车轮转动作为采集对象间接获取列车速度，车轮磨损产生的轮径变化、运行过程中的空转和滑行会产生较大的误差。雷达和航位推算系统是直接测量列车速度和距离的方式，不存在车轮磨损、空转、滑行等造成的误差。但是，多普勒雷达测速方法比较复杂，需要考虑雷达校正、不同地面反射系数等问题; 航位推算系统受到传感器本身温漂、敏感度等的影响，在短时间内测量具有较高的精度，但长时间使用会导致较大的累积误差，因此在使用航位推算系统进行列车测速定位时，需要解决累积误差的补偿问题。 1． 2 多传感器信息融合方法 多传感器的信息融合要完成同源、同质、非同源、非同质的测量信号融合，需要多领域融合算法的支持。现有的融合算法基本可以分为随机类方法和人工智能类方法: 随机类方法包括加权平均、Kalman 滤波、Bayes 概率推理法、Dempster-Shafer 证据推理、小波变换等，是多传感器融合最常用的方法; 人工智能类方法有模糊逻辑推理、神经网络方法等。目前，已有研究人员将人工智能类方法引入随机类方法，如神经网络与 Kalman 滤波结合、神经网络与小波变换结合等，以解决随机类方法在不确定性推理上存在的一些缺陷。 2 CBTC 列车多传感器融合测速定位研究 尽管基于多传感器信息融合的列车定位方法能够融合多种传感器的信息，获得列车的速度和位置信息，但实际采
三、主观题(共12道小题) 10.列车运行控制系统，按照车地信息传输方式，分为（）、（）和（）三类；按照速度控制方式，分为（）和（）两类。 参考答案：连续式列控系统；点式列控系统；点一连式列车运行控制系统；阶梯控制方式；目标—距离模式曲线控制方式。 11.简述列车运行控制系统的各种分类方式。 参考答案： （1）按照地车信息传输方式分类：连续式列控系统、点式列控系统、点一连式列车运行控制系统。 （2）控制模式分，分为两种类型：阶梯控制方式（包括出口速度检查方式、入口速度检查方式）和速度—距离模式曲线控制方式。 （3）按照人机关系来分类，分为两种类型：设备优先控制的方式、司机优先控制方式。（4）按照闭塞方式：固定闭塞、移动闭塞。 （5）按照功能、人机分工和自动化程度：ATS（列车自动停车）、ATP（列车超速防护）、ATC（又称列车自动减速系统）、ATO（又称列车自动驾驶系统）。 12.轨道电路一般由（）、（）、（）和（）四部分组成。 参考答案：送电端受电端钢轨线路钢轨绝缘。 13.查询-应答器，按其信息来源分类，可以分为（）和（）两种。 参考答案：有源无源 14.简述轨道电路的工作原理。
参考答案： 列车未进入轨道电路，即线路空闲时，电流流过轨道继电器线圈，使继电器保持在吸起状态，接通信号机的绿灯电路，允许列车进入轨道电路。 当列车进入轨道电路区段内，即线路被占用时，电流同时流过机车车辆轮对和轨道继电器线圈。由于轮对电阻比轨道继电器线圈电阻小的多，送向两根钢轨间的电压降低。为此流经轨道电路继电器线圈的电流减小到继电器的落下值，使轨道继电器释放衔铁，用继电器的后接点接通信号机的红灯电路，向后续列车发出停车信号，以保证列车在该轨道电路区段内运行的安全。 15.简述查询应答器的工作原理。 参考答案：查询-应答器工作原理较简单，它是靠两者之间通过短距离无线电波传递信息来完成功能。对于无源查询-应答器，则由于应答器平时无能源，它要靠查询器来传递给它足够能源，以便后者有能力发送数据的无线电波。有源查询应答器其工作原理与无源完全相同，地面应答器有固定电源，不再需要从车载查询器送来的载频能源。 16.阐述轨道电路的各种分类方式。 参考答案：按工作原理分轨道电路的种类按其工作原理可分为闭路式轨道电路和开路式轨道电路；传导式轨道电路和感应式轨道电路。轨道电路的分类按信号电流的性质可分为直流轨道电路和交流轨道电路。轨道电路的分类按机车牵引电流的回归方式可分为单轨条轨道电路和双轨条轨道电路。轨道电路的分类按供电方式可分为连续式轨道电路和脉冲式轨道电路。轨道电路的分类按其分割方式可分为有绝缘节轨道电路和无绝缘节轨道电路。 17.简述轨道感应环线的工作原理。 参考答案：在轨道上铺设交叉感应回线，并对回线通以一定频率的正弦信号，然后通过车载感应线圈和地面交叉感应回线的电磁偶合完成信号和数据的传输。 18.实现闭塞的基本方法主要有，（）和（）两种。 参考答案：空间间隔法和时间间隔法
传感器与测控电路课程设计报告学生：禹振榜 指导老师：书仪余以道 专业班级：12级测控二班 所在学院：机电工程学院 学号1203030214 课题基于单片机的霍尔测速报警系统
基于单片机的霍尔测速报警系统的设计 摘要 在生产中，电机应用十分广泛，比如汽车速度显示，设备工作时的档位，都需要我们了解电机或者机器的转速。转速作为工程中应用的一个非常广泛的参数，它的测量方法有很多，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字测量系统越来越普及，越来越方便。 本设计属于码盘转速测量系统，实现转速的实时测量和显示。本系统以STC90C51单片机为核心，旋转编码器通过用传感器测量非电量，转变成模拟电量，再通过一系列测控电路。获得数字信号，实现实时轴转速测量，同时用四位段码式LED数码管显示模块显示电机转速，并且加入了报警模块。详细阐述了转速测量系统的工作过程，以及硬件电路的设计、显示效果。本文吸收了硬件软件化的思想，实现了题目要求的功能。 关键词：转速测量,，单片机, LED显示模块，霍尔传感器。
目录 第一部分绪论 1.1 设计的任务与要求————————————————1 第二部分功能分析与设计要求 2.1 测控系统功能的概述———————————————1 2.2系统模块的确定————————————————— 2 2.3各模块的选择—————————————————— 2 2.1.1传感器模块的论证与选择——————————————2 2.1.2报警模块的论证与选择———————————————3 2.1.3显示模块的论证与选择———————————————3 2.1.2单片机模块的论证与选择——————————————3 2.4 小结——————————————————————3 第三部分测控系统的总体设计 3.1 测控系统的总体设计———————————————4 3.1.1 硬件原理图———————————————————4 3.1.2 硬件电路设计总图————————————————5 3.2 测控系统子模块简介———————————————5 3.2.1传感器原理及分电路析—————————————— 5 3.2.2 报警模块————————————————————7 3.2.3 LED数码管———————————————————8
浅析列车测速设备工作原理与维护 【摘要】随着我国城市化进程的加快，城市人口和机动车的快速增加已大大超过城市交通基础设施的最大承受能力，城市交通问题已经严重影响城市功能的发挥和城市的可持续发展。本文针对轨道交通地铁车载信号的速度传感器问题进行分析，希望可以对故障维修会有所帮助。 【关键词】速度传感器；加速度计；故障维修；定期维修；测速 1.西安地铁速度传感器 1.1安装与结构 列车每端，安装两个速度传感器，分别安装在不同侧不同的的非动力制动轴上（左一右四）。一个项目中所有列车的速度传感器应安装在带司机室车厢并采用同一安装结构。但两者采用独立的方法测量列车的位移和速度。即使其中一个速度传感器失效但其它车载部件工作正常时，CC将继续正常工作。 1.2工作原理 西安地铁选用的速度传感器是6通道、90度相移的DF16电光速度传感器。六个通道等间隔的分布在一个圆形的传感器基座上。标记每一个通道，从顶部顺时针数，并将六个通道分为三组，为通道1和通道2（有90度的相移），其次是通道3和4及5和6。通道2和3没有关系，通道4和5或通道6和1也没有关系。CC采用3取2的结构，如果供电板1失效（相当于ACSDV2和ACSDV3），在Tach1，Acc A，AccB和ATP1的一对通道将失去它们的电源，然后CC变成2取2的结构，但是图中未涂红的ATP2和ATP3仍然能收到测距数据，CC 功能不会受到失去数据来源的危害。 1.3速度传感器的常见故障与维护 维修速度传感器时所使用的工器具有：JZ-1转速校验台、数字万用表、示波器。 1.3.1故障维修流程 （1）舌轴断，轴卡死。原因是： 1）传动机构同轴度差或长期磨损，疲劳损坏，处理方法是更换舌轴并调整轴箱盖与驱动法兰盘的同轴度，新的舌轴上须加适量的润滑油脂。 2）检查舌轴长度是否与车型相匹配，更换轴长合适的DF16传感器。
嵌入式系统设计 题目：自行车测速报警系统设计
自行车测速报警系统设计 本设计以AT89C2051为核心，通过霍尔传感器来检测自行车的运转情况进而实现电动自行车的速度，最后用2位的LED能直观的将速度与里程显示给用户，并且在速度高于一定的值时可自动向用户报警，从而达到智能化。 主要研究内容: 1.传感器电路模块设计 光敏电阻对光特别敏感，当白天行驶时，外界光敏电阻对光特别敏感，当黑天行驶时，外界光源导致光敏电阻发出错误信号；光敏电阻对环境的要求相当高，如果光敏电阻或发光二极管被泥沙或灰尘所覆盖，光敏电阻就不能再进行测量；在雾天和雨天光敏电阻的测量的效果也不好。而编码器必须安装在车轴上，这样安装就会给用户带来很多不便。霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，由霍尔元件加整形电路构成的霍尔开关系统，具有输出响应快，数字脉冲性能好，安装方便，性能可靠，不受光线、泥水等因素影响。所以本设计采用霍尔传感器。 2.电源电路设计 本系统采用的是MC34063制作的降压变换电源。由于电动车电瓶的电源电压大多是24V，36V，48V等，所以把电瓶电源24V转换为单片机所需要的电压5V。MC34063是一单片双极型线性集成电路,专用于直流-直流变换器控制部分.片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关,能输出1.5A的开关电流.它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。特点:能在3.0-40V的输入电压下工作；短路电流限制；低静态电流；输出开关电流可达1.5A(无外接三极管)；输出电压可调工作振荡频率从100HZ到100KHZ。 MC34063是一种开关型高效DC/DC变换集成电路。它的内部含有具有温度补偿的基准电压源、比较器、具有限电流电路的占空比可控的振荡器、驱动器和大电流输出开关管。 3.存储器电路模块设计 在本设计中用芯片AT24C02.AT24C02的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。在AT89C2051试验开发板上它们都接地，第8脚和第4脚分别为正、负电源。第5脚SDA为串行数据输入/输出，数据通过这条双向I2C总线串行传送，在AT89C2051试验开发板上和单片机的P3.5连接。第6脚SCL为串行时钟输入线，在AT89C2051试验开发板上和单片机的P3.6连接。SDA和SCL都需要和正电源间各接一个5.1K的电阻上拉。第7脚需要接地单片机从AT24C02内部的地址向单片机的读出单元
列车测速测距系统设计学院：机械与电子控制工程学院 专业：测控技术与仪器 指导教师：邱成
摘要： (1) 1.系统使用背景 (2) 2.测速系统主体系统流程图 (2) 3.列车测速系统原理 (2) 3.1轮轴脉冲转速传感器 (2) 3.2测速定位法 (3) 3.3信标定位 (3) 4.传感器选型 (4) 4.1 选型标准 (4) 4.2 传感器类型 (4) 4.3 传感器型号 (5) 4.4 选定的传感器 (7) 5.隔离电路 (8) 6.整形电路 (9) 7.数据接收处理系统 (10) 8.电源选择 (11) 总结 (14)
摘要： 本文阐述了基于霍尔传感器的列车测速测距系统的设计，详细给出了系统的构成、传感器的选择、隔离电路和整形电路的设计、单片机系统的设计等问题。 关键词： 霍尔传感器测速测距铁路机车 引言： 随着高速铁路飞速发展，在时速超过350 km/h的高速铁路线路上，列车的测速定位问题显得越来越重要。传统的轨道电路定位法由于定位粗糙、精度不够，并且无法检知列车的即时速度，难以满足高速列车的定位要求。还有一种利用电机方式实现测速定位方法，该方式只适用于列车运行速度较低的线路。测速和定位还可通过外加输入信号直接获取列车的位置和速度信息，但该方式的测量精度受到一些因素的制约，在性价比方面存在局限性。传感器在高速铁路的测速和定位技术中成为当前的主流产品，应用较广，有多种类型：脉冲转速传感器、惯性加速度传感器、相对传感器、地面传感器、绝对传感器等。
1.系统使用背景 随着铁路运输运行速度的提高，为保障列车安全、高效运行，需要设计可靠、精确的列车测速测距系统，以满足行车组织的需要。在列车运行过程中，可能出现打滑、空转等问题，而镟轮等问题也会影响列车测速测距的精准度。为了解决以上问题，我们设计了如下的列车测速测距系统。 2.测速系统主体系统流程图 传感器隔离电路整形电路 信号交换单片机 3.列车测速系统原理 3.1轮轴脉冲转速传感器 轮轴脉冲转速传感器在高速铁路中应用较为广泛。轮轴脉冲转速传感器测速的基本工作原理：利用车轮的周长作为“尺子”测量列车走行距离，根据所测距离测算列车运行速度，其基本公式为： V=πDn/3.6 式中，π=3.14，D为车轮直径，n为车轮转速。 从上式可知，测量列车速度就是检测列车车轮转速和列车轮径。脉冲转速传感器安装在轮轴上，轮轴每转动一周，传感器输出一定数目的脉冲，使脉冲频率与轮轴转速成正比。输出的脉冲经隔离和整形后直接输入计算机CPU进行频率测量，再经换算从而得出车组速度和走行距离闭。其原理框图如图1所示。 图1 脉冲转速传感器原理框图
列车测速报警系统的研制 摘要: 基于MCS-51单片机的一种列车测速与报警系统,对其功能、硬件结构、列车测速电路及系统软件等进行了详细讨论。 关键词: 列车测速报警系统语音发送单片机 随着铁路路况的改善以及列车性能的提高,近年来列车已经大幅度提速。列车提速后带来的经济效益和社会效益十分显著。但高速行驶的列车却给铁路维护带来不便,在施工路段因列车减速不够或没有减速而造成路面损坏、人身事故时有发生。因此,有必要研制一种列车测速与报警系统,在离施工现场一定距离处,安装两套这样的装置。当列车经过测速传感器时,系统测得列车通过的时速,通过无线发射台,将列车的时速传送给列车司机以及施工现场的工人,司机收到语音提示后开始减速,以安全通过施工现场,避免事故的发生。 1 系统功能 (1)列车经过传感器时,系统测速并把测速结果通过无线语音发射台发送给列车司机和路段施工人员,提醒司机减速至规定时速,并提示路段施工人员注意安全,提示信号直至列车安全通过时才撤消。(2)记录和显示列车通过的时间、上行/下行指示、通过时的速度。(3)保存24小时内所有通过列车的有关信息。(4)具有查询和选择打印的功能。(5)通过RS232C接口,可以将系统所记录的信息读入个人计算机进行处理。(6)监测电源电压,低压报警。 2 系统的硬件结构 本系统的CPU采用MCS-51系列的GMS97L52单片机。该CPU为低电压、低功耗型,适合系统用干电池或蓄电池供电的场合,内置8KB ROM,属OTP型芯片。开发期间用AT89C52代替,便于重复擦写。产品定型后,再换用97L52芯片,加密写入后,无法解密,可防软件被盗版。系统的硬件结构框图。 由于该测速系统为便携式,野外工作时,采用蓄电池作为电源,因此,有必要设置一套可靠的复位电路、看门狗电路以及低压检测电路。系统采用MAXIM公司的MAX708作为CPU的监控器,以保证系统可靠地工作。 显示界面采用128×64点阵的LCD。矩阵键盘和信息的打印输出由并行接口8255A 管理。 列车通过时,系统调用实时时钟,记录列车通过的时间(年、月、日、时、分、秒等信息)。实时时钟电路采用DALLAS公司生产的专用时钟芯片DS1302,它与CPU连接只需三根线。 列车通过时的有关信息存储在32KB数据存储器62256中。设置掉电保护电路,保证断电时数据不丢失。 系统采用ISD1420语音芯片录放语音信息,时间最长20秒。事先将需要的语音录入指定的段,使用时调用不同的段地址进行组合,即可实现语音的合成。ISD1420芯片由并行接口8255A控制,它输出的语音信号经小型发射台发射出去,由列车上和施工段相应的无线接收装置进行接收。 个人计算机通过MAX232串行接口从系统中读取信息进行处理。 3 列车测速电路 3.1 测速传感器的工作原理 测速传感器采用高频反射式涡流传感器,工作原理。传感器的线圈L和电容C组成并联谐振回路,其谐振频率。
电动车测速报警系统设计 一、前言 在全球倡导绿色环保的大趋势下，我国加大了对车辆排放和噪声的管理，由于电动自行车具有无污染、低噪声和轻便快捷等优点，是一种绿色环保的交通工具。随着我国城市规模的迅速扩大及农村道路的日益改善，长期依靠脚踏自行车的人们将会把目标转向电动自行车，对电动自行车需求也会越来越大。人们对环境的关注以及相关技术的更新，有力地促进了电动自行车的发展。 我国电动车的研究相比欧美国家起步较晚。直到上个世纪90年代中期，我国才掀起开发研究的高潮，但主要集中在上海、北京、广东等地，到90年代后期基本覆盖全国主要经济发达地区如江苏、浙江、山东等省。虽然我国电动车研究起步晚，但从技术角度来看，我们并不落后于世界。我国电动自行车产业基本保持与世界同步发展水平。 设计以AT89C2051为核心，通过光电传感器来检测电动车的运转情况进而实现电动车的速度，里程的计算及里程的累计，存储，最后用4位的LED能直观的将速度显示给用户，并且在速度高于一定的值时可自动向用户报警，从而达到智能速度里程表。 二、发展现状 随着计算机的高速发展测速报警系统也越来越完善，应用在更多的方面，如：在公路上，建立违章监控和超速布控系统，实现对公路上监控区域内通行的车辆进行实时监视、抓拍、报警、记录保存车辆通行的信息和车流量数据并进行集中有效的管理，为公安部门打击盗枪和走私机动车犯罪、查缉交通肇事逃逸案件、分析交通状况、加强交通管理提供有效的技术支持。在铁路上，随着铁路路况的改善以及列车性能的提高,近年来列车已经大幅度提速。列车提速后带来的经济效益和社会效益十分显著。但高速行驶的列车却给铁路维护带来不便,在施工路段因列车减速不够或没有减速而造成路面损坏、人身事故时有发生。因此,有必要研制一种列车测速与报警系统,在离施工现场一定距离处,安装两套这样的装置。当列车经过测速传感器时,系统测得列车通过的时速,通过无线发射台,将列车的时速传送给列车司机以及施工现场的工人,司机收到语音提示后开始减速,以安全通过施工现场,避免事故的发生。 根据以上的发展状况对于电动车测速报警系统是势在必行的。相信在不久的将来测速报警系统会给人们的出行带来越来越的方便，越来越多的安全。 三．本课题研究内容
摘要 随着人民生活水平的提高，汽车也变得越来越多。汽车的安全也更加突显，而安全事故的主要原因就是车速过快导致的。这就需要车辆测速报警系统来提醒驾驶人员。 本设计是基于单片机来实现的。在单片机最小系统，按键检测电路模块，电源电路模块，报警电路模块,，显示电路模块和软件编程的基础上来实现车辆测速。文章结合了1602，蜂鸣器，STC89C52，按键，LED,霍尔传感器A3144等的使用方法。霍尔传感器是根据磁场感应强度的大小，来改变输出电压的高低。通过霍尔传感器来测量车轮转速，并将此信号接到单片机的INT1，通过单片机来控制LCD1602显示结果，再由按键来设置报警值的大小,超过此值，蜂鸣器报警。实践表明，此设计有良好的应用前景。 关键词：单片机；LCD1602；霍尔传感器；车速
Abstract With the improvement of people's living standard, the car also become more and more. Car security is also more conspicuous, and security the main reason of the accident is to speed too quickly. This needs vehicle speed alarm system to alert the driver's personnel. This design is based on single chip microcomputer to fulfill. In the single chip minimize system, key detection circuit module, the power supply circuit module, alarm circuit module, and display circuit and the software programming realize speed up the basis of vehicles. Combining with the 1602, a buzzer, STC89C52, buttons, LED, hall sensors A3144 use method, etc. Hall sensor is according to the size of the magnetic field sensor strength, to change the output voltage of high and low. Through the hall sensors to measure the wheel Key words: single chip microcomputer；1602 liquid crystal display；hallelement；speed
使用前请仔细阅读说明书CS-Ⅱ型列车速度监测仪 产品介绍
一、前言 CS—Ⅱ型智能列车测速仪，正根据养路与线路施工作业的实际需要研制开发的新型产品。该仪器具有智能化程度较高、功能多，操作简单，测速准确，使用安全、适用范围广、性能价格比好等特点。适用于列车缓行地段的测速和监控，并可用于站场驼蜂、长大曲线、电气化区段和任何需要测试列车运行速度的场合。是铁路线路大修、养路等部门广泛应用的一种安全监视和监测的理想设备。 该产品标准参照TB/T2625—1995。 用户在第一次使用本产品时必须认真阅读说明书。 二、结构、功能与特点 主机系统的结构如图1所示。CS—Ⅱ型智能列车测速仪以AT89系列单片机作为系统核心。通过用4×4键盘及面板开关等来完成命令输入及参数设定。采用低功耗的液晶显示器和微型汉字打印机来实现通过列车的时间、速度及行车方向等信息的即时输出。其中内挂软件按时间段查询功能，满足了现场针对性监测与分析的管理要求。同时该机增设了大容量IC卡记录存储功能。可随时通过随机附带的IC卡读取内部的纪录信息用于复制、存储和备份。并可通过配备的读卡器与微机连接，将IC卡中的信息读入微机进行集中分析与管理。满足了当前铁路系统网络管理的要求。 1、打印机 2、扬声器 3、IC卡插口 4、液晶显示屏 5、键盘 6、录音按键 7、电源开关 8、复位按键 9、10、测速传感器插座11、
UPS电源12、电源插座 CS—Ⅱ型智能列车测速仪另设有语音报警输出功能，可在列车超速时发出如“列车超速请注意”的语音报警信号，以提醒监视人员。其语音内容可根据使用者的要求进行反复重新录制。 本机以列车车轮通过信号为采样信号，采样传感器设计成可在铁轨上快速安装、拆卸的吸附式，使操作过程变得十分简单。为使测速仪运行的更可靠，系统接通电源时执行全面自检，出现故障则液晶显示错误代码。同时设有传感器动作指示灯，以指示传感器在测速过程中是否正常。 三、工作原理 该系统在同一条轨道外侧，安装相隔一定距离的两个传感器，当列车通过时，两传感器感应出同一车轮具有一定时间间隔的脉冲信号，经接口电路进行适当处理，送入单片机处进行适当处理，单片机依据速度=距离÷时间公式,计算出列车的运行速度，在将运算结果存储在内部存储器当中。同时通过液晶显示器显示出实时速度值。 当执行打印或写IC卡操作时，由软件通过系统总线控制数据流输出到打印机或IC卡中，以实现相应的操作。 注意：所使用的IC卡必需是随机配套的原始卡，其它卡或异物不能插入卡口内。否则，后果由误操作者承担。 工作原理方框图如下： 四、技术参数
传感器与测控电路课程设计报告课题基于单片机的霍尔测速报警系统
基于单片机的霍尔测速报警系统的设计 摘要 在生产中，电机应用十分广泛，比如汽车速度显示，设备工作时的档位，都需要我们了解电机或者机器的转速。转速作为工程中应用的一个非常广泛的参数，它的测量方法有很多，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字测量系统越来越普及，越来越方便。 本设计属于码盘转速测量系统，实现转速的实时测量和显示。本系统以STC90C51单片机为核心，旋转编码器通过用传感器测量非电量，转变成模拟电量，再通过一系列测控电路。获得数字信号，实现实时轴转速测量，同时用四位段码式LED数码管显示模块显示电机转速，并且加入了报警模块。详细阐述了转速测量系统的工作过程，以及硬件电路的设计、显示效果。本文吸收了硬件软件化的思想，实现了题目要求的功能。 关键词：转速测量,，单片机, LED显示模块，霍尔传感器。 目录
第一部分绪论 1.1 设计的任务与要求————————————————1 第二部分功能分析与设计要求 2.1 测控系统功能的概述———————————————1 2.2系统模块的确定————————————————— 2 2.3各模块的选择—————————————————— 2 2.1.1传感器模块的论证与选择——————————————2 2.1.2报警模块的论证与选择———————————————3 2.1.3显示模块的论证与选择———————————————3 2.1.2单片机模块的论证与选择——————————————3 2.4 小结——————————————————————3 第三部分测控系统的总体设计 3.1 测控系统的总体设计———————————————4 3.1.1 硬件原理图———————————————————4 3.1.2 硬件电路设计总图————————————————5 3.2 测控系统子模块简介———————————————5 3.2.1传感器原理及分电路析—————————————— 5 3.2.2 报警模块————————————————————7 3.2.3 LED数码管———————————————————8 3.2.4 STC90C51单片机——————————————————10